针对经典时频域谐波检测方法精度不足以及单混沌系统对微弱谐波检测精度和抗噪能力有限的缺陷，首先在检测灵敏度方面将Duffing系统与Van der pol系统进行对比，以分岔图为依据确定临界驱动力，以相图和李雅普诺夫指数判断系统相变；进一步利用Duffing系统与Van der pol系统的位移耦合二者的阻尼力和恢复力，形成闭环反馈控制的耦合系统，利用其对特定频率周期信号幅值的极高敏感性和抗噪性对混合谐波信号的各谐波频率分量进行幅值精准检测。在单耦合系统基础上，通过分析相位响应关系，确定系统的相位响应区间，设计覆盖全相位响应区间的耦合系统阵列。对恶劣随机噪声背景下的多整次谐波与间谐波混叠的谐波信号进行仿真实验。结果表明，本文方法能在恶劣的噪声环境中实现各谐波分量的无差幅值检测，并消除了相位对系统检测性能的影响。